JPH1152177A - 発光素子と光ファイバーのカップリング構造 - Google Patents
発光素子と光ファイバーのカップリング構造Info
- Publication number
- JPH1152177A JPH1152177A JP21326197A JP21326197A JPH1152177A JP H1152177 A JPH1152177 A JP H1152177A JP 21326197 A JP21326197 A JP 21326197A JP 21326197 A JP21326197 A JP 21326197A JP H1152177 A JPH1152177 A JP H1152177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical fiber
- holder
- emitting element
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4225—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements by a direct measurement of the degree of coupling, e.g. the amount of light power coupled to the fibre or the opto-electronic element
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
- G02B6/4237—Welding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】発光素子と光ファイバーのカップリング精度が
高いカップリング構造を提供する。 【構成】レーザダイオード１５と光ファイバー２０とを
カップリングレンズを介してカップリングする構造であ
って、カップリングレンズを少なくとも、レーザダイオ
ード１５とから出射された光束を開口数の小さな集束光
または発散光とするＬＤレンズＬ１と、ＬＤレンズＬ１
から出射された光束を光ファイバー端面に集束させるフ
ァイバーレンズＬ２とで構成し、ＬＤレンズＬ１とレー
ザダイオード１５とを第１レンズホルダー１１に相対位
置調整可能に装着し、ファイバーレンズＬ２と光ファイ
バー２０とを第２レンズホルダー１２に相対位置調整可
能に装着し、第１レンズホルダーと第２レンズホルダー
とを、位置調整後にねじによって連結固定した。
高いカップリング構造を提供する。 【構成】レーザダイオード１５と光ファイバー２０とを
カップリングレンズを介してカップリングする構造であ
って、カップリングレンズを少なくとも、レーザダイオ
ード１５とから出射された光束を開口数の小さな集束光
または発散光とするＬＤレンズＬ１と、ＬＤレンズＬ１
から出射された光束を光ファイバー端面に集束させるフ
ァイバーレンズＬ２とで構成し、ＬＤレンズＬ１とレー
ザダイオード１５とを第１レンズホルダー１１に相対位
置調整可能に装着し、ファイバーレンズＬ２と光ファイ
バー２０とを第２レンズホルダー１２に相対位置調整可
能に装着し、第１レンズホルダーと第２レンズホルダー
とを、位置調整後にねじによって連結固定した。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、発光素子、たとえばレー
ザダイオードと光ファイバーのカップリング構造（レセ
プタクル）に関する。
ザダイオードと光ファイバーのカップリング構造（レセ
プタクル）に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】近年、高速描画を図るた
めに、複数のレーザ発光素子および複数の光ファイバー
からなる光源群を使用したマルチレーザビームのレーザ
描画装置が開発されている。
めに、複数のレーザ発光素子および複数の光ファイバー
からなる光源群を使用したマルチレーザビームのレーザ
描画装置が開発されている。
【０００３】光源に光ファイバーを使用したマルチレー
ザビーム描画装置では、半導体レーザから出射されて光
ファイバーの入射端面に入射したレーザの一部がその入
射端面で反射して半導体レーザに入射すると、レーザ発
振が乱され、出射レーザの強度などが変動してしまう。
そこで、光ファイバーの入射端面を斜めに切断、つまり
光ファイバーの軸線に対して入射端面を傾斜させて、入
射端面における反射光が半導体レーザに戻らないように
したものが開発されている（図４参照）。
ザビーム描画装置では、半導体レーザから出射されて光
ファイバーの入射端面に入射したレーザの一部がその入
射端面で反射して半導体レーザに入射すると、レーザ発
振が乱され、出射レーザの強度などが変動してしまう。
そこで、光ファイバーの入射端面を斜めに切断、つまり
光ファイバーの軸線に対して入射端面を傾斜させて、入
射端面における反射光が半導体レーザに戻らないように
したものが開発されている（図４参照）。
【０００４】この従来例では、カップリングレンズ１５
６を保持するレンズホルダー１１６に、ＬＤホルダー１
２６を介してレーザダイオード１３６が固定されてい
る。また、カップリングレンズホルダー１１６に調整リ
ング１６６が固定されている。一方光ファイバー２０
は、入射端部の軸心が、カップリングレンズ１５６の光
軸に対して所定角度傾斜した状態でフェルール１９６に
保持されている。そしてこのフェルール１９６が調整リ
ング１６６に圧入され、この調整リング１６６がレンズ
ホルダー１１６に固定されている。光ファイバー２０の
入射端面２０ａは、斜めに切断、つまり、軸心に対して
直交方向から所定角度をなすように形成され、かつ光軸
に対して直交しない方向に保持されている。
６を保持するレンズホルダー１１６に、ＬＤホルダー１
２６を介してレーザダイオード１３６が固定されてい
る。また、カップリングレンズホルダー１１６に調整リ
ング１６６が固定されている。一方光ファイバー２０
は、入射端部の軸心が、カップリングレンズ１５６の光
軸に対して所定角度傾斜した状態でフェルール１９６に
保持されている。そしてこのフェルール１９６が調整リ
ング１６６に圧入され、この調整リング１６６がレンズ
ホルダー１１６に固定されている。光ファイバー２０の
入射端面２０ａは、斜めに切断、つまり、軸心に対して
直交方向から所定角度をなすように形成され、かつ光軸
に対して直交しない方向に保持されている。
【０００５】しかし、光ファイバー２０を保持するフェ
ルール１９６は、カップリングレンズ１５６の光軸Ｏ１
に対して平行ではなく、光ファイバー２０の軸心に対し
て平行に移動して、光ファイバー２０の入射端面２０ａ
（コア）の位置調整を行う構成であった。しかし、光フ
ァイバー２０の移動方向が光軸Ｏ１に対して傾斜してい
るので、入射端面２０ａをカップリングレンズ１５６の
焦点に位置させるためにフェルール１９６をスライドさ
せると、入射端面２０ａとカップリングレンズ１５６と
の光軸Ｏ１に沿った間隔も変わるが、入射端面２０ａの
中心と光軸Ｏ１との間隔も変わってしまう。そのため、
光ファイバー２０の入射端面２０ａをカップリングレン
ズ１３６の焦点位置ｆに合致させる調整は困難であっ
た。
ルール１９６は、カップリングレンズ１５６の光軸Ｏ１
に対して平行ではなく、光ファイバー２０の軸心に対し
て平行に移動して、光ファイバー２０の入射端面２０ａ
（コア）の位置調整を行う構成であった。しかし、光フ
ァイバー２０の移動方向が光軸Ｏ１に対して傾斜してい
るので、入射端面２０ａをカップリングレンズ１５６の
焦点に位置させるためにフェルール１９６をスライドさ
せると、入射端面２０ａとカップリングレンズ１５６と
の光軸Ｏ１に沿った間隔も変わるが、入射端面２０ａの
中心と光軸Ｏ１との間隔も変わってしまう。そのため、
光ファイバー２０の入射端面２０ａをカップリングレン
ズ１３６の焦点位置ｆに合致させる調整は困難であっ
た。
【０００６】そして、レーザダイオード１３６と光ファ
イバー２０のカップリング部では高い位置精度が求めら
れる。そこで従来は、ＬＤホルダー１２６および調整リ
ング１６６をレンズホルダ１１６との当接面に沿って移
動して位置決め調整している。そして調整後、固定する
際のずれをできるだけ小さくするために、調整リング１
６６とカップリングレンズホルダー１１６との接合部
を、たとえばＹＡＧレーザ溶接している。
イバー２０のカップリング部では高い位置精度が求めら
れる。そこで従来は、ＬＤホルダー１２６および調整リ
ング１６６をレンズホルダ１１６との当接面に沿って移
動して位置決め調整している。そして調整後、固定する
際のずれをできるだけ小さくするために、調整リング１
６６とカップリングレンズホルダー１１６との接合部
を、たとえばＹＡＧレーザ溶接している。
【０００７】しかし、調整リング１６６とカップリング
レンズホルダー１１６とを高精度に位置調整しても、Ｙ
ＡＧレーザ溶接時に、これらの間にある程度（１〜３μ
m ）の相対的な移動を生じている。特に、シングルモー
ド光ファイバーのコア径は、短い波長のレーザを使用す
るものほど小さくなるので、組立時に誤差を生じると、
カップリング性能への影響が大きくなる。
レンズホルダー１１６とを高精度に位置調整しても、Ｙ
ＡＧレーザ溶接時に、これらの間にある程度（１〜３μ
m ）の相対的な移動を生じている。特に、シングルモー
ド光ファイバーのコア径は、短い波長のレーザを使用す
るものほど小さくなるので、組立時に誤差を生じると、
カップリング性能への影響が大きくなる。
【０００８】また、このカップリング構造をファイバー
アレイ式マルチビーム方式のレーザ走査ユニット（ＬＳ
Ｕ）に使用する場合、各光源の出射パワーのバラツキや
安定性が画質へ大きく影響するため、レーザダイオード
１３６から出射したレーザが、光ファイバー２０の入射
端面２０ａのコアに安定して高効率で入射させる構造が
望まれている。
アレイ式マルチビーム方式のレーザ走査ユニット（ＬＳ
Ｕ）に使用する場合、各光源の出射パワーのバラツキや
安定性が画質へ大きく影響するため、レーザダイオード
１３６から出射したレーザが、光ファイバー２０の入射
端面２０ａのコアに安定して高効率で入射させる構造が
望まれている。
【０００９】
【発明の目的】本発明は上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、発光素子と光ファイバーのカップリング精度
が高いカップリング構造を提供することを目的とする。
たもので、発光素子と光ファイバーのカップリング精度
が高いカップリング構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の概要】本発明は、組み立て時の調整感度を低下
させると、固定処理時の移動によって受ける誤差が小さ
くなるという観点からなされたものである。この観点か
らなされた請求項１に記載の本発明は、発光素子と光フ
ァイバーとをカップリングレンズを介して接続するカッ
プリング構造であって、前記カップリングレンズを少な
くとも、発光素子から出射された光束を開口数の小さな
集束光または発散光とする第１のレンズと、前記第１の
レンズから出射された光を光ファイバー端面に集束させ
る第２のレンズとで構成し、前記第１のレンズと前記発
光素子とがこれらの相対位置調整可能な第１の部材を介
して一体化され、前記第２のレンズと前記光ファイバー
とがこれらの相対位置調整可能な第２の部材を介して一
体化され、さらに前記第１の部材と第２の部材とが相対
位置調整可能に一体化されること、に特徴を有する。第
２のレンズの倍率を１よりも小さく設定することで、第
２のレンズによる調整感度がより低くなる。前記第１の
部材は、前記第１のレンズが装着される第１レンズホル
ダーと、前記発光素子としてのレーザダイオードが装着
されたＬＤホルダーとを有し、第１レンズホルダーに対
してＬＤホルダーが位置調整された後にレーザ溶接す
る。前記第２の部材は、前記第２のレンズが装着される
第２レンズホルダーと、光ファイバーの入射端部を保持
するフェルールがフェルールホルダーを介して装着され
た調整環とを有し、第２レンズホルダーに対して調整環
が位置調整された後にレーザ溶接する。さらに、これら
前記第１レンズホルダーと第２レンズホルダーとを、位
置調整後にねじ締めによって連結固定する。
させると、固定処理時の移動によって受ける誤差が小さ
くなるという観点からなされたものである。この観点か
らなされた請求項１に記載の本発明は、発光素子と光フ
ァイバーとをカップリングレンズを介して接続するカッ
プリング構造であって、前記カップリングレンズを少な
くとも、発光素子から出射された光束を開口数の小さな
集束光または発散光とする第１のレンズと、前記第１の
レンズから出射された光を光ファイバー端面に集束させ
る第２のレンズとで構成し、前記第１のレンズと前記発
光素子とがこれらの相対位置調整可能な第１の部材を介
して一体化され、前記第２のレンズと前記光ファイバー
とがこれらの相対位置調整可能な第２の部材を介して一
体化され、さらに前記第１の部材と第２の部材とが相対
位置調整可能に一体化されること、に特徴を有する。第
２のレンズの倍率を１よりも小さく設定することで、第
２のレンズによる調整感度がより低くなる。前記第１の
部材は、前記第１のレンズが装着される第１レンズホル
ダーと、前記発光素子としてのレーザダイオードが装着
されたＬＤホルダーとを有し、第１レンズホルダーに対
してＬＤホルダーが位置調整された後にレーザ溶接す
る。前記第２の部材は、前記第２のレンズが装着される
第２レンズホルダーと、光ファイバーの入射端部を保持
するフェルールがフェルールホルダーを介して装着され
た調整環とを有し、第２レンズホルダーに対して調整環
が位置調整された後にレーザ溶接する。さらに、これら
前記第１レンズホルダーと第２レンズホルダーとを、位
置調整後にねじ締めによって連結固定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明
する。まず、図２および図３を参照して、本発明の光フ
ァイバーのカップリング構造を適用する装置の一例とし
て、マルチレーザ描画装置の概要について説明する。
する。まず、図２および図３を参照して、本発明の光フ
ァイバーのカップリング構造を適用する装置の一例とし
て、マルチレーザ描画装置の概要について説明する。
【００１２】図２に示したこのマルチレーザ描画装置
は、レーザ光源および光ファイバー２０がカップリング
されたレーザ光源１０を複数備えたマルチレーザ光源を
備えている。レーザ光源１０は一直線上に並べられ、固
定されている。一方、各光ファイバー２０の出射側先端
部は、光ファイバー保持ブロック４４内のファイバーア
レイ構造によって、より狭い等ピッチで一列に保持され
ている。
は、レーザ光源および光ファイバー２０がカップリング
されたレーザ光源１０を複数備えたマルチレーザ光源を
備えている。レーザ光源１０は一直線上に並べられ、固
定されている。一方、各光ファイバー２０の出射側先端
部は、光ファイバー保持ブロック４４内のファイバーア
レイ構造によって、より狭い等ピッチで一列に保持され
ている。
【００１３】レーザ光源１０から発せられたレーザビー
ムはそれぞれ光ファイバー２０内を導かれ、光ファイバ
ー保持ブロック４４から出射される。光ファイバー２０
から出射したレーザビームは、コリメートレンズ３１、
折返しミラー３３およびビーム整形光学系３５を介して
ポリゴンミラー３７に向けて出射される。そして、ポリ
ゴンミラー３７で反射し、偏向されたレーザビームは、
ｆθレンズ群３９を透過し、ミラー４１で反射して、感
光ドラムの外周面に入射し、外周面を主走査方向に走査
する。なお、この実施例では、ポリゴンミラー３７はス
ピンドルモータ３８によって定速回転駆動され、各レー
ザ光源１０は、図示しないが、スピンドルモータ３８の
回転と同期するピクセルクロックに同期して、描画デー
タに基づいてオン／オフ制御される。
ムはそれぞれ光ファイバー２０内を導かれ、光ファイバ
ー保持ブロック４４から出射される。光ファイバー２０
から出射したレーザビームは、コリメートレンズ３１、
折返しミラー３３およびビーム整形光学系３５を介して
ポリゴンミラー３７に向けて出射される。そして、ポリ
ゴンミラー３７で反射し、偏向されたレーザビームは、
ｆθレンズ群３９を透過し、ミラー４１で反射して、感
光ドラムの外周面に入射し、外周面を主走査方向に走査
する。なお、この実施例では、ポリゴンミラー３７はス
ピンドルモータ３８によって定速回転駆動され、各レー
ザ光源１０は、図示しないが、スピンドルモータ３８の
回転と同期するピクセルクロックに同期して、描画デー
タに基づいてオン／オフ制御される。
【００１４】光ファイバー２０の出射端部は、図３に示
すように、出射端面から出射したレーザビームが、描画
面において主走査方向および副走査方向に所定間隔離反
した位置を照射できるように、所定間隔で固定されたフ
ァイバーアレイ構造をなす。つまり各光ファイバー２０
は、複数のＶ溝が平行に切られたＶ溝ブロック４５のＶ
溝４５ａに嵌められ、押えブロック４６によってＶ溝４
５ａに押圧され、Ｖ溝ブロック４５と押えブロック４６
と共に接着固定されている。そして、光ファイバーの出
射端面２０ｂは、ブロック４５、４６の各々の出射側端
面とともに研磨され、光ファイバー２０の軸芯と直交す
る平面とされている。
すように、出射端面から出射したレーザビームが、描画
面において主走査方向および副走査方向に所定間隔離反
した位置を照射できるように、所定間隔で固定されたフ
ァイバーアレイ構造をなす。つまり各光ファイバー２０
は、複数のＶ溝が平行に切られたＶ溝ブロック４５のＶ
溝４５ａに嵌められ、押えブロック４６によってＶ溝４
５ａに押圧され、Ｖ溝ブロック４５と押えブロック４６
と共に接着固定されている。そして、光ファイバーの出
射端面２０ｂは、ブロック４５、４６の各々の出射側端
面とともに研磨され、光ファイバー２０の軸芯と直交す
る平面とされている。
【００１５】以上は、本発明が適用される一例としての
マルチレーザビーム描画装置の概要である。次に、本発
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の発
光素子と光ファイバーのカップリング構造の一実施例を
示す拡大断端面図である。
マルチレーザビーム描画装置の概要である。次に、本発
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の発
光素子と光ファイバーのカップリング構造の一実施例を
示す拡大断端面図である。
【００１６】この実施例は、カップリングレンズとし
て、ＬＤレンズＬ１およびファイバーレンズＬ２を備え
ている。図示実施例のＬＤレンズＬ１は、レーザダイオ
ード１５から出射されたレーザ光を集束する、開口数
（ＮＡ）の小さな集束レンズである。ファイバーレンズ
Ｌ２は、ＬＤレンズＬ１から出射された集束レーザ光
を、光ファイバーの入射端面上に集束する集束レンズで
ある。ファイバーレンズＬ２は、倍率が１以下になるよ
うに設定すると、より調整感度が低くなる。
て、ＬＤレンズＬ１およびファイバーレンズＬ２を備え
ている。図示実施例のＬＤレンズＬ１は、レーザダイオ
ード１５から出射されたレーザ光を集束する、開口数
（ＮＡ）の小さな集束レンズである。ファイバーレンズ
Ｌ２は、ＬＤレンズＬ１から出射された集束レーザ光
を、光ファイバーの入射端面上に集束する集束レンズで
ある。ファイバーレンズＬ２は、倍率が１以下になるよ
うに設定すると、より調整感度が低くなる。
【００１７】ＬＤレンズＬ１は、第１レンズホルダー１
１に装着され、ファイバーレンズＬ２は第２レンズホル
ダー１２に装着されている。第１レンズホルダー１１に
は、ＬＤレンズＬ１を嵌合保持するレンズ保持凹部１１
ａおよびＬＤレンズＬ１から出射したレーザの光路穴１
１ｂを備えている。第２レンズホルダー１２は、ファイ
バーレンズＬ２を嵌合保持するレンズ保持凹部１２ａお
よびレンズ保持凹部１２ａ側から徐々に径が絞り込まれ
る光路穴１２ｂを備えている。そして第１、第２レンズ
ホルダー１１、１２は、突き合わされた状態で摺動可能
に、つまりＸＹ平面内において位置調整可能に、かつ、
複数本のねじ１４によって固定、連結可能に形成されて
いる。なお、図において、レーザダイオード１５、レン
ズＬ１、Ｌ２の光軸Ｏまたはこれと平行な軸をＺ軸と
し、これに直交する平面内にＸＹ軸が位置するが、特に
方向は定めないものとする。
１に装着され、ファイバーレンズＬ２は第２レンズホル
ダー１２に装着されている。第１レンズホルダー１１に
は、ＬＤレンズＬ１を嵌合保持するレンズ保持凹部１１
ａおよびＬＤレンズＬ１から出射したレーザの光路穴１
１ｂを備えている。第２レンズホルダー１２は、ファイ
バーレンズＬ２を嵌合保持するレンズ保持凹部１２ａお
よびレンズ保持凹部１２ａ側から徐々に径が絞り込まれ
る光路穴１２ｂを備えている。そして第１、第２レンズ
ホルダー１１、１２は、突き合わされた状態で摺動可能
に、つまりＸＹ平面内において位置調整可能に、かつ、
複数本のねじ１４によって固定、連結可能に形成されて
いる。なお、図において、レーザダイオード１５、レン
ズＬ１、Ｌ２の光軸Ｏまたはこれと平行な軸をＺ軸と
し、これに直交する平面内にＸＹ軸が位置するが、特に
方向は定めないものとする。
【００１８】レーザダイオード１５は、円筒状のＬＤホ
ルダー１３に挿入され、所定位置に固定されている。Ｌ
Ｄホルダー１３は、第１レンズホルダー１１の底面１１
ｃに当接させて摺動可能に、つまりＸＹ平面内において
位置調整可能に形成されている。そしてレーザダイオー
ド１５とカップリングレンズ１３とが軸芯合わせ調整さ
れ、軸芯合わせされた状態で、接触部が、例えばＹＡＧ
レーザ溶接されている。
ルダー１３に挿入され、所定位置に固定されている。Ｌ
Ｄホルダー１３は、第１レンズホルダー１１の底面１１
ｃに当接させて摺動可能に、つまりＸＹ平面内において
位置調整可能に形成されている。そしてレーザダイオー
ド１５とカップリングレンズ１３とが軸芯合わせ調整さ
れ、軸芯合わせされた状態で、接触部が、例えばＹＡＧ
レーザ溶接されている。
【００１９】光ファイバー２０は、入射端面の近傍部が
直線状に伸ばされた状態で、フェルール１９に挿入さ
れ、固定されている。フェルール１９および光ファイバ
ー２０の入射端面（コア面）２０ａは、光ファイバー２
０のフェルール１９内における軸線Ｏ１に対して直交す
る方向から所定角度傾斜した平面を形成するように、一
体に研磨されている。このフェルール１９は、フェルー
ルホルダー１８に斜めに形成された斜め穴１８ａに挿入
され、固定されている。そしてフェルールホルダー１８
は円筒状のフェルールリング１７に圧入され、フェルー
ルリング１７が調整リング１６に挿入されている。
直線状に伸ばされた状態で、フェルール１９に挿入さ
れ、固定されている。フェルール１９および光ファイバ
ー２０の入射端面（コア面）２０ａは、光ファイバー２
０のフェルール１９内における軸線Ｏ１に対して直交す
る方向から所定角度傾斜した平面を形成するように、一
体に研磨されている。このフェルール１９は、フェルー
ルホルダー１８に斜めに形成された斜め穴１８ａに挿入
され、固定されている。そしてフェルールホルダー１８
は円筒状のフェルールリング１７に圧入され、フェルー
ルリング１７が調整リング１６に挿入されている。
【００２０】円筒状の調整リング１６は、第２レンズホ
ルダー１２の円筒部の端面１２ｂに当接され、位置調整
された後に、例えばＹＡＧレーザ溶接によって溶接さ
れ、固定される。
ルダー１２の円筒部の端面１２ｂに当接され、位置調整
された後に、例えばＹＡＧレーザ溶接によって溶接さ
れ、固定される。
【００２１】ここで、フェルールリング１７は、調整リ
ング１６に対して、光軸Ｏと平行に摺動自在に挿入さ
れ、入射端面２０ａとファイバーレンズＬ２との間隔調
整（焦点調整）後、調整リング１６に固定、例えばＹＡ
Ｇレーザ溶接される。フェルールホルダー１８は、フェ
ルールリング１７に対して光軸Ｏと平行に進退動自在に
圧入されている。つまり、フェルール１９は軸線Ｏ２が
光軸Ｏと所定角度をなした状態で、この所定角度を維持
して、光軸Ｏと平行移動可能に、第２レンズホルダー１
２に対して保持される。
ング１６に対して、光軸Ｏと平行に摺動自在に挿入さ
れ、入射端面２０ａとファイバーレンズＬ２との間隔調
整（焦点調整）後、調整リング１６に固定、例えばＹＡ
Ｇレーザ溶接される。フェルールホルダー１８は、フェ
ルールリング１７に対して光軸Ｏと平行に進退動自在に
圧入されている。つまり、フェルール１９は軸線Ｏ２が
光軸Ｏと所定角度をなした状態で、この所定角度を維持
して、光軸Ｏと平行移動可能に、第２レンズホルダー１
２に対して保持される。
【００２２】この実施例の組立および調整工程につい
て、以下詳細に説明する。本実施例の特徴は、レーザダ
イオード１５およびＬＤレンズＬ１を備えた第１レンズ
ホルダーと、光ファイバー２０およびファイバーレンズ
Ｌ２を備えた第２レンズホルダー１２とをそれぞれ別個
に調整しながら組立、最後に、第１レンズホルダー１１
と第２レンズホルダー１２とを位置調整してねじ止め固
定することにある。
て、以下詳細に説明する。本実施例の特徴は、レーザダ
イオード１５およびＬＤレンズＬ１を備えた第１レンズ
ホルダーと、光ファイバー２０およびファイバーレンズ
Ｌ２を備えた第２レンズホルダー１２とをそれぞれ別個
に調整しながら組立、最後に、第１レンズホルダー１１
と第２レンズホルダー１２とを位置調整してねじ止め固
定することにある。
【００２３】［工程１］まず、各レンズＬ１、Ｌ２を対
応するレンズホルダー１１、１２に、軸合わせ調整し
て、接着などによって固定する。光ファイバー２０をフ
ェルール１９に挿入し、固定する。そして、光ファイバ
ー２０の入射端面２０ａが軸線Ｏ２に対して直交方向か
ら所定角度傾斜した平面を形成するように、光ファイバ
ー２０の入射端面をフェルール１９と共に研磨する。
応するレンズホルダー１１、１２に、軸合わせ調整し
て、接着などによって固定する。光ファイバー２０をフ
ェルール１９に挿入し、固定する。そして、光ファイバ
ー２０の入射端面２０ａが軸線Ｏ２に対して直交方向か
ら所定角度傾斜した平面を形成するように、光ファイバ
ー２０の入射端面をフェルール１９と共に研磨する。
【００２４】［工程２］レーザダイオード１５をＬＤホ
ルダー１３内の所定位置に圧入する。そして、ＬＤホル
ダー１３および第１レンズホルダー１１を調整治具に取
り付け、レーザダイオード１５のＸＹ軸方向の位置調整
を行う。この調整終了後、ＬＤホルダー１３と第１レン
ズホルダー１１とを、例えばそれらの接触部をＹＡＧレ
ーザ溶接により固定する。
ルダー１３内の所定位置に圧入する。そして、ＬＤホル
ダー１３および第１レンズホルダー１１を調整治具に取
り付け、レーザダイオード１５のＸＹ軸方向の位置調整
を行う。この調整終了後、ＬＤホルダー１３と第１レン
ズホルダー１１とを、例えばそれらの接触部をＹＡＧレ
ーザ溶接により固定する。
【００２５】［工程３］第１レンズホルダー１１および
ＬＤホルダー１３を調整治具に取り付け、レーザダイオ
ード１５とＬＤレンズＬ１の光軸調整を行う。この調整
終了後、第１レンズホルダー１１とＬＤホルダー１３と
を、例えばこれらの接触部をＹＡＧレーザ溶接により固
定する。
ＬＤホルダー１３を調整治具に取り付け、レーザダイオ
ード１５とＬＤレンズＬ１の光軸調整を行う。この調整
終了後、第１レンズホルダー１１とＬＤホルダー１３と
を、例えばこれらの接触部をＹＡＧレーザ溶接により固
定する。
【００２６】［工程４］フェルール１９をフェルールホ
ルダー１８に圧入し、フェルールリング１７を調整環１
６に挿入し、調整環１６および第２レンズホルダー１２
をカップリング調整治具に装着する。そして、入射端面
２０ａと傾斜穴１８ａとの回転角度位置調整、およびフ
ェルールホルダ１８に対する光ファイバー２０の入射端
面２０ａのＸＹＺ軸方向の位置調整を行う。
ルダー１８に圧入し、フェルールリング１７を調整環１
６に挿入し、調整環１６および第２レンズホルダー１２
をカップリング調整治具に装着する。そして、入射端面
２０ａと傾斜穴１８ａとの回転角度位置調整、およびフ
ェルールホルダ１８に対する光ファイバー２０の入射端
面２０ａのＸＹＺ軸方向の位置調整を行う。
【００２７】［工程５］調整環１６に対する光ファイバ
ー２０の入射端面２０ａのＺ軸方向の位置調整を、フェ
ルールリング１７をＺ軸方向にスライドさせて行う。こ
の調整終了後、フェルールリング１７を調整環１６に対
して、例えばＹＡＧレーザ溶接し、固定する。
ー２０の入射端面２０ａのＺ軸方向の位置調整を、フェ
ルールリング１７をＺ軸方向にスライドさせて行う。こ
の調整終了後、フェルールリング１７を調整環１６に対
して、例えばＹＡＧレーザ溶接し、固定する。
【００２８】［工程６］さらに、調整環１６のＸＹ軸方
向の調整を行って、工程５におけるＹＡＧレーザ溶接に
よって生じた移動誤差を調整し、調整後、調整環１６と
第２レンズホルダー１２とを、例えばその接触部をＹＡ
Ｇレーザ溶接して固定する。
向の調整を行って、工程５におけるＹＡＧレーザ溶接に
よって生じた移動誤差を調整し、調整後、調整環１６と
第２レンズホルダー１２とを、例えばその接触部をＹＡ
Ｇレーザ溶接して固定する。
【００２９】［工程７］第１レンズホルダー１１および
第２レンズホルダー１２を、接合部を接触させて治具に
取り付け、ＸＹ方向の位置調整を行う。つまり、工程６
におけるＹＡＧレーザ溶接によって生じた移動誤差を修
正する。そして調整後、ねじ１４締めによって第１、第
２レンズホルダー１１、１２を固定し、ねじ１４を接着
剤により固定する。
第２レンズホルダー１２を、接合部を接触させて治具に
取り付け、ＸＹ方向の位置調整を行う。つまり、工程６
におけるＹＡＧレーザ溶接によって生じた移動誤差を修
正する。そして調整後、ねじ１４締めによって第１、第
２レンズホルダー１１、１２を固定し、ねじ１４を接着
剤により固定する。
【００３０】この実施例によれば、レーザダイオード１
５およびＬＤレンズＬ１を第１レンズホルダー１１に装
着する工程１、２、光ファイバー２０およびファイバー
レンズＬ２を第２レンズホルダー１２に装着する工程
１、３、４、５、および第１レンズホルダー１１および
第２レンズホルダー１２を装着する工程６の各工程にお
いて調整する構成であり、それぞれの工程における位置
調整感度が低くなり、固定時の移動誤差が小さくなる。
したがって、レーザダイオード１５から出射され、光フ
ァイバー２０の入射端面に入射するレーザ光の位置ずれ
が小さくなり、安定した高効率のレーザ光源を得ること
ができる。
５およびＬＤレンズＬ１を第１レンズホルダー１１に装
着する工程１、２、光ファイバー２０およびファイバー
レンズＬ２を第２レンズホルダー１２に装着する工程
１、３、４、５、および第１レンズホルダー１１および
第２レンズホルダー１２を装着する工程６の各工程にお
いて調整する構成であり、それぞれの工程における位置
調整感度が低くなり、固定時の移動誤差が小さくなる。
したがって、レーザダイオード１５から出射され、光フ
ァイバー２０の入射端面に入射するレーザ光の位置ずれ
が小さくなり、安定した高効率のレーザ光源を得ること
ができる。
【００３１】つまり、この実施例のファイバーカップリ
ング構造によれば、ＬＤレンズＬ１およびファイバーレ
ンズＬ２を独立して位置調整するので、単独のレンズの
場合に比して調整感度が低くなるので、より高精度な位
置調整が可能になる。しかも、位置ずれを生じても、感
度が低いので、光ファイバー入射端面２０ａに入射する
レーザ光の位置ずれが小さく、信頼性が向上し、組立も
容易になる。
ング構造によれば、ＬＤレンズＬ１およびファイバーレ
ンズＬ２を独立して位置調整するので、単独のレンズの
場合に比して調整感度が低くなるので、より高精度な位
置調整が可能になる。しかも、位置ずれを生じても、感
度が低いので、光ファイバー入射端面２０ａに入射する
レーザ光の位置ずれが小さく、信頼性が向上し、組立も
容易になる。
【００３２】また、本実施例では、レーザダイオード１
５が破損しても、第１レンズホルダー１１ごとレーザダ
イオード１５の交換が可能であり、交換後の調整も、工
程６と同様にして実行できるので、レーザダイオードの
交換作業が容易になる。
５が破損しても、第１レンズホルダー１１ごとレーザダ
イオード１５の交換が可能であり、交換後の調整も、工
程６と同様にして実行できるので、レーザダイオードの
交換作業が容易になる。
【００３３】本発明は、図示実施例のレンズ構成に限定
されるものではなく、図１に示した実施例では、ＬＤレ
ンズＬ１をレーザ光を集束させる集束レンズとしたが、
発散レンズとすることもできる。調整環１６とフェルー
ルホルダー１８との間にフェルールリング１７を介在さ
せたが、調整環１６にフェルールホルダー１８を直接挿
入する構成としてもよい。
されるものではなく、図１に示した実施例では、ＬＤレ
ンズＬ１をレーザ光を集束させる集束レンズとしたが、
発散レンズとすることもできる。調整環１６とフェルー
ルホルダー１８との間にフェルールリング１７を介在さ
せたが、調整環１６にフェルールホルダー１８を直接挿
入する構成としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り請求項１に
記載の発明は、カップリングレンズを少なくとも２枚の
レンズで構成し、それぞれを、発光素子、光ファイバー
との間で位置調整可能とし、さらにこれらのレンズの間
も位置調整可能としたので、各調整感度が低くなり、高
い精度での調整が可能になるばかりでなく、位置ずれに
よって生じる誤差が小さくなるので、信頼性が高く、製
造が容易な発光素子と光ファイバーのカップリング構造
を提供できる。
記載の発明は、カップリングレンズを少なくとも２枚の
レンズで構成し、それぞれを、発光素子、光ファイバー
との間で位置調整可能とし、さらにこれらのレンズの間
も位置調整可能としたので、各調整感度が低くなり、高
い精度での調整が可能になるばかりでなく、位置ずれに
よって生じる誤差が小さくなるので、信頼性が高く、製
造が容易な発光素子と光ファイバーのカップリング構造
を提供できる。
【図１】本発明の発光素子とファイバーのカップリング
構造の実施例を拡大して示す断端面図である。
構造の実施例を拡大して示す断端面図である。
【図２】本発明の発光素子と光ファイバーのカップリン
グ構造を適用したマルチレーザ描画装置の概要を示す図
である。
グ構造を適用したマルチレーザ描画装置の概要を示す図
である。
【図３】光ファイバーを使用したマルチレーザ光源の出
射端部の構造を示す分解斜視図である。
射端部の構造を示す分解斜視図である。
【図４】従来の発光素子とファイバーのカップリング構
造を拡大して示す断端面図である。
造を拡大して示す断端面図である。
１１ 第１レンズホルダー １２ 第２レンズホルダー １３ ＬＤホルダー １５ レーザダイオード １６ 調整リング １７ フェルールリング １８ フェルールホルダー １９ フェルール ２０ 光ファイバー ２０ａ 入射端面 Ｌ１ ＬＤレンズ Ｌ２ ファイバーレンズ Ｏ レンズの光軸 Ｏ１ 光ファイバーの軸線（軸心）
Claims (5)
- 【請求項１】 発光素子と光ファイバーとをカップリン
グレンズを介して接続するカップリング構造であって、 前記カップリングレンズを少なくとも、発光素子から出
射された光束を開口数の小さな集束光または発散光とす
る第１のレンズと、前記第１のレンズから出射された光
束を光ファイバー端面に集束させる第２のレンズとで構
成し、 前記第１のレンズと前記発光素子とがこれらの相対位置
調整可能な第１の部材を介して一体化され、 前記第２のレンズと前記光ファイバーとがこれらの相対
位置調整可能な第２の部材を介して一体化され、 さらに前記第１の部材と第２の部材とが相対位置調整可
能に一体化されること、を特徴とする発光素子と光ファ
イバーのカップリング構造。 - 【請求項２】 前記第２のレンズの倍率が１よりも小さ
く設定されている請求項１に記載の発光素子と光ファイ
バーのカップリング構造。 - 【請求項３】 前記第１の部材は、前記第１のレンズが
装着される第１レンズホルダーと、前記発光素子として
のレーザダイオードが装着されたＬＤホルダーとを有
し、第１レンズホルダーに対してＬＤホルダーが位置調
整された後にレーザ溶接される請求項１に記載の発光素
子と光ファイバーのカップリング構造。 - 【請求項４】 前記第２の部材は、前記第２のレンズが
装着される第２レンズホルダーと、光ファイバーの入射
端部を保持するフェルールがフェルールホルダーを介し
て装着された調整環とを有し、第２レンズホルダーに対
して調整環が位置調整された後にレーザ溶接される請求
項１に記載の発光素子と光ファイバーのカップリング構
造。 - 【請求項５】 前記第１の部材は、前記第１のレンズが
装着される第１レンズホルダーと、前記発光素子として
のレーザダイオードが装着されたＬＤホルダーとを有
し、第１レンズホルダーに対してＬＤホルダーが位置調
整された後にレーザ溶接され、 前記第２の部材は、前記第２のレンズが装着される第２
レンズホルダーと、光ファイバーの入射端部を保持する
フェルールがフェルールホルダーを介して装着された調
整環とを有し、第２レンズホルダーに対して調整環が位
置調整された後にレーザ溶接され、 前記第１レンズホルダーと第２レンズホルダーとが、位
置調整後、ねじによって連結固定される請求項１に記載
の発光素子と光ファイバーのカップリング構造。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21326197A JPH1152177A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 発光素子と光ファイバーのカップリング構造 |
| GB9816988A GB2329723A (en) | 1997-08-07 | 1998-08-05 | Adjustably coupling light emitter and optical fibre using two lenses |
| DE1998135902 DE19835902A1 (de) | 1997-08-07 | 1998-08-07 | Vorrichtung und Verfahren zum Einstellen der Position einer Lichtleitfaser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21326197A JPH1152177A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 発光素子と光ファイバーのカップリング構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1152177A true JPH1152177A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16636175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21326197A Pending JPH1152177A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 発光素子と光ファイバーのカップリング構造 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1152177A (ja) |
| DE (1) | DE19835902A1 (ja) |
| GB (1) | GB2329723A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007286370A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光レセプタクル |
| JP2008300591A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Brother Ind Ltd | 光源装置、露光装置および画像形成装置 |
| JP2009098601A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザモジュール及びそれを用いた光走査装置ならびに画像形成装置 |
| CN107160086A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-15 | 中南大学 | 用于同轴型器件耦合的下夹具结构 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4307934A (en) * | 1978-05-08 | 1981-12-29 | General Dynamics, Pomona Division | Packaged fiber optic modules |
| GB8300139D0 (en) * | 1983-01-05 | 1983-02-09 | Plessey Co Plc | Optical alignment methods |
| US4707073A (en) * | 1985-09-04 | 1987-11-17 | Raytheon Company | Fiber optic beam delivery system for high-power laser |
| US5074682A (en) * | 1988-03-02 | 1991-12-24 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser module and positioning method thereof |
| JPH04309907A (ja) * | 1991-04-09 | 1992-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体素子モジュールの製造方法 |
| US5291571A (en) * | 1992-03-19 | 1994-03-01 | Fujitsu Limited | Duplicated light source module |
| DE4232327A1 (de) * | 1992-09-26 | 1994-03-31 | Sel Alcatel Ag | Halbleiter-Lasermodul |
| US5351330A (en) * | 1993-04-08 | 1994-09-27 | Uniphase Corporation | Laser diode-lens alignment |
| JP2842227B2 (ja) * | 1994-06-14 | 1998-12-24 | 住友電気工業株式会社 | 発光素子モジュールとその製造方法 |
| EP0755528A1 (en) * | 1995-02-10 | 1997-01-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optoelectronic device with a coupling between a semiconductor laser modulator or amplifier and two optical glass fibres |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP21326197A patent/JPH1152177A/ja active Pending
-
1998
- 1998-08-05 GB GB9816988A patent/GB2329723A/en not_active Withdrawn
- 1998-08-07 DE DE1998135902 patent/DE19835902A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007286370A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光レセプタクル |
| JP2008300591A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Brother Ind Ltd | 光源装置、露光装置および画像形成装置 |
| JP2009098601A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザモジュール及びそれを用いた光走査装置ならびに画像形成装置 |
| CN107160086A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-15 | 中南大学 | 用于同轴型器件耦合的下夹具结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19835902A1 (de) | 1999-02-11 |
| GB9816988D0 (en) | 1998-09-30 |
| GB2329723A (en) | 1999-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10332990A (ja) | 発光素子と光ファイバーのカップリング構造 | |
| US5537503A (en) | Optical semiconductor module and method of fabricating the same | |
| US7444046B2 (en) | Diode laser array coupling optic and system | |
| US4749250A (en) | Optical alignment housing for use with an optical fiber | |
| JP3130435B2 (ja) | 光源と光ファイバの光結合装置の製造方法 | |
| JPH0749432A (ja) | レンズ付き光ファイバ | |
| US6307197B1 (en) | Optoelectronic component and method for calibrating an optoelectronic component | |
| US6008469A (en) | Laser beam branching apparatus | |
| JP3256489B2 (ja) | 光結合構造、光デバイス、それらの製造方法及び製造装置 | |
| JP2004163607A (ja) | 光源装置 | |
| JPH09211352A (ja) | 走査光学装置 | |
| JPH05164950A (ja) | 光源ユニット及びその調整方法 | |
| GB2329723A (en) | Adjustably coupling light emitter and optical fibre using two lenses | |
| JP3116481B2 (ja) | 光素子モジュールの組立装置 | |
| JP3080394B2 (ja) | 光結合系の固定方法 | |
| JP2008180873A (ja) | 光学走査装置 | |
| JP4157647B2 (ja) | マルチビーム走査装置及びその光源装置 | |
| JPH0943455A (ja) | 光モジュール | |
| JPS61236174A (ja) | 微小発光源モジユ−ル | |
| JP2000121869A (ja) | 光ファイバ結合方法 | |
| JPH08106034A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP2844999B2 (ja) | 光半導体アレイモジュール | |
| JP3650263B2 (ja) | マルチビーム光源装置、光走査装置、デジタル複写機、及びレーザプリンタ | |
| JPH08254639A (ja) | レンズ付き光ファイバ、半導体レーザモジュール及びその製造方法 | |
| JPH112746A (ja) | 光モジュール |